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도심지 도로함몰의 원인과 대응방안

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한국도로학회 (Korean Society of Road Engineers)
초록

2014년 6월 말 제2롯데월드 건축공사장 주변에서 작은 규모의 도로침하가 발생했다. 이런 사례가 외국 의 싱크홀 사례와 대비되어 SNS, 매스컴 등을 통해 전파되면서 시민불안이 확산되었고, 이에 서울시는 전국 최초로 2014년 8월 말 경 도로함몰 특별관리대책을 수립하고 노후하수관, 지하수, 굴착공사, 노면하 부 동공 등에 대한 종합적인 예방대책을 시행해 오고 있는 바, 현 시점에서 노면하부 동공탐사는 도로함 몰 예방의 유일한 대책이 되고 있다. 서울시는 노면하부 동공탐사에 대한 해외의 우수한 기술을 조기 도 입하여 도로함몰 개연성이 높은 주요 간선도로 61㎞ 구간을 2014년 11월 경에 시범적으로 동공탐사를 실 시, 국내 최초로 동공 37개소를 발견하였다. 이에 따라 발견된 동공을 대상으로 도심지 도로함몰의 원인 을 밝히고 발생 메커니즘을 규명하기 위하여 2015년 2월부터 6월까지 굴착조사를 실시하였다. 동공으로 분석된 구간에 대하여 굴착조사를 실시한 결과 25개는 동공이었고 나머지 4개는 동공이 아닌 것으로 확 인 되었다. 동공으로 확인된 25개에 대한 원인을 살펴보면 주로 ʻ물이 흐르는 관로의 결함ʼ(11개, 44%)과 ʻ굴착복구 미흡ʼ(14개, 56%)인 것으로 나타났다. 동공의 구조를 살펴보면 차량하중 등의 상재하중에 저항 하면서 지지력을 발휘하는 상부 토피, 동공 부피의 대부분을 차지하는 몸체, 동공 발생의 원인부로 연결 되는 꼬리로 구성되어 있다. 동공 몸체는 투수계수가 높고 유실이 쉬운 모래・자갈층인 기층 및 보조기층 에 주로 형성되어 있었다. 동공 뿌리는 대부분 토사유실 속도가 느린 점질토층에 형성되어 있다. 또한 일 부 도로함몰 사고 사례를 분석한 결과“차수대책 미흡”으로 인해 토류벽(또는 구조물) 배면의 지하수와 세립토가 공사장 내부로 유입되면서 발생한다는 사실을 확인하였다. 이러한 현장굴착조사 결과를 종합한 동공발생 원인은 ① 물이 흐르는 관로의 결함, ② 굴착복구 미흡(준공 후 장기경과), ③ 굴착공사 부실(굴 착 진행 중) 등 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 동공이 생성되는 형태, 즉 흙이 유출되는 경로는 ① 하수 관 유입형, ② 매설관 하부 공간 유입형, ③ 매립재 공간 유입형, ④ 공사장 내부 유입형1(물+세립토), ⑤ 공사장 내부 유입형2(사질토)으로 분류할 수 있다. 이러한 도로동공의 발생과정을 고려한 도로함몰 예방 대책은 다음과 같다. 첫째 물이 흐르는 관로의 결함의 경우는 관로 연결부, 맨홀과 관로 접합부 등에 대하 여 규정된 시공법을 의무준수 하여야 한다. 둘째 굴착복구 미흡의 경우는 기존의 도로포장 구조를 그대로 복구하고 그 하부지반 복구는 재료와 다짐에 대한 시공법을 의무준수 하여야 한다. 셋째 굴착공사 부실의 경우는 ① 굴착 전에는 지하수위, 지질 등의 사전 지반조사 실시하고, ② 공사 중에는 실제지반 시추조사 등을 실시하고, 필요 시 차수대책 시행해야 하며, ③ 복구 시에는 복구재료, 다짐 등의 시공법을 의무준수 하고, ④ 준공 직후에는 지반의 동공유무 탐사 실시 등으로 동공발생을 사전에 예방하는 것이 무엇보다 중요하다.

저자
  • 최연우(서울특별시 도로관리과 도로관리팀장)
  • 이현종(세종대학교 건설환경공학과 교수)
  • 백종은(서울특별시 품질시험소 도로포장연구센터장)